Automatsko LED osvjetljenje za zasađeni akvarij pomoću RTC -a: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Prije par godina odlučio sam postaviti zasađeni akvarij. Bio sam fasciniran ljepotom tih akvarija. Učinio sam sve što sam trebao učiniti prilikom postavljanja akvarija, ali sam zanemario jednu najvažniju stvar. Ta stvar je bila rasvjeta. Nekoliko je dana sve izgledalo u redu, ali tada su alge počele rasti posvuda u spremniku i biljke nisu išle baš najbolje. Težak je posao vratiti sve u normalu.

Sada, nakon mnogo godina, želim ponovno postaviti akvarij dajući važnost osvjetljenju. Istraživao sam na internetu i otkrio da je biljkama potrebno stalno izlaganje svjetlu oko 10-12 sati dnevno. Također sam saznao da biljke više reagiraju na crveni i plavi spektar svjetlosti.

Trik je u tome da se što je moguće bliže simulira priroda unutar akvarija. Mogao sam ručno uključiti ili isključiti svjetla, ali zašto to ne bih automatizirao. Time se umanjuje ljudska pogreška. Odlučio sam napraviti LED rasvjetni sustav koji se automatski uključuje i isključuje pomoću Arduina. Time je razdoblje osvjetljenja konzistentno što je potrebno biljkama.

Moj spremnik će imati poklopac na vrhu. Stoga sam odlučio montirati upravljačku ploču izvan spremnika jer je vlaga najveći neprijatelj elektronike.

Započnimo!

Korak 1: RTC - Sat u stvarnom vremenu

Plan je uključiti i isključiti LED diode u određeno doba dana. LED diode neće se odmah uključiti na punu svjetlinu, već će za sat vremena doseći od nulte svjetlosti do pune svjetline. Ovo služi za simulaciju izlaska sunca. Isto vrijedi i za isključivanje LED dioda.

Pružanje točnog vremena obavlja sat u stvarnom vremenu ili RTC. Prednost korištenja RTC -a u odnosu na millis () je ta što se točno vrijeme može dobiti izravno. Također, RTC modul ima vlastitu sigurnosnu kopiju baterije. Dakle, čak i ako se Arduino isključi ili se resetira, vrijeme se ne gubi. To ga čini savršenim za našu primjenu.

Modul koji ću koristiti je DS3231 IIC sat u stvarnom vremenu. Koristi I2C sučelje za komunikaciju s Arduinom. Ja sam svoje odavde.

Hvala Rinky-Dinky Electronics-u na trudu. Knjižnicu za DS3231 preuzmite ovdje

Korak 2: LED diode i upravljački programi

Za zasađeni akvarij pravilo je 2 W po galonu. Moj je spremnik od 20 galona i koristit ću dvije LED diode od 10 W. Znam da je to polovica preporučenih Watta, ali moj spremnik sjedi tik uz prozor i kroz njega prolazi puno svjetla. Testirat ću instalaciju nekoliko tjedana, pratiti rast biljaka i po potrebi dodati još LED dioda.

Koristim LED diode koje sam kupio na Ebayu s temperaturom boje 6500K što je odlično za rast biljaka. Prema popisu, napon naprijed trebao bi biti 9-11V, a maksimalni naprijed oko 900mA. U skladu s tim naručio sam LED upravljačke programe.

Zašto koristiti upravljačke programe?

Ne živimo u savršenom svijetu. Dakle, izlaz će uvijek biti manji od ulaza. Pa gdje je izgubljena moć? Pretvara se u toplinu. Isti je slučaj sa LED diodama. Poluvodič ima negativni temperaturni koeficijent (NTC) što znači da se s povećanjem temperature smanjuje njegov otpor. LED je također poluvodič. Kako temperatura raste, otpor joj se smanjuje zbog čega se struja koja teče kroz nju povećava. To dodatno povećava zagrijavanje. To se nastavlja sve dok se LED dioda ne ošteti. Stoga moramo ograničiti struju kako se ne bi povećala iznad zadane granice. Ovaj posao obavljaju LED upravljački programi

Na testiranju sam otkrio da na 11V LED troši samo oko 350mA. To je čudno!

Postavljanje LED upravljačkog programa

Upravljački program je u osnovi uređaj koji osigurava stalan izlazni napon s mogućnošću ograničavanja struje. Na tržištu postoje različiti LED upravljački programi koji emitiraju konstantnu struju. Ako ste kupili isti koji sam ja kupio, sadržavat će 3 lonca za prilagodbe. Zabrinuti smo samo za dva od njih. Prvi je za podešavanje napona, a zadnji se koristi za postavljanje granične vrijednosti struje. Slijedite korake za postavljanje:

1. Spojite 12V DC napajanje na pinove označene IN+ i IN-. Molimo provjerite polaritet.
2. Spojite multimetar na pinove označene OUT+ i OUT- i postavite multimetar na očitavanje napona.
3. Okrećite posudu za podešavanje napona dok multimetar ne očita nazivni prednji napon LED diode. U mom slučaju to je 9-11V. Odabrao sam 10.7V. (Nešto manje neće naštetiti).
4. Sada postavite multimetar u trenutni način čitanja. Struja će početi teći kroz nju. Okrećite posudu za podešavanje struje dok nazivna struja LED diode ne počne teći.
5. To je to! Sada na njega možete spojiti LED diodu.

Korak 3: Izrada LED ploče

Kao što je ranije spomenuto, odlučio sam upotrijebiti dvije LED diode od 10 W i četiri RGB LED trake koje sam položio. Traku ću koristiti za crvene i plave boje. Koristio sam aluminijski okvir (koji se najčešće koristi za izradu okvira za prozore i vrata) gotovo duljine mog akvarija. Otišao sam s aluminijskim okvirom koji služi kao hladnjak za LED diode. Hladnjaci su važni za takve LED diode velike snage jer odvode mnogo topline. Životni vijek LED -a će se smanjiti u odsutnosti. Kako je između njih šuplje, sve ožičenje može ostati skriveno i sigurno unutar njega.

Produžio sam sve LED veze na 6 priključaka na terminalu kao što je prikazano na slici. Ovo postaje lako spojiti ploču na kontroler koji ćemo sljedeće izraditi.

Korak 4: Izrada kontrolera

Glavni cilj je uključiti i isključiti LED diode prema vremenu koje je postavio korisnik. Mozak kontrolera je Arduino Nano. Zašto samo kontrolirati rasvjetu? Kako su mi ležali neki releji, po potrebi ću ih koristiti za uključivanje ili isključivanje nekih uređaja poput filtra, zračne pumpe, grijača itd. Dodao sam 12V DC računarski ventilator za ventilaciju.

Dostupan je prekidač za odabir između ručnog i automatskog načina rada. U slučaju da trebamo pristupiti akvarijumu nakon što su LED diode isključene noću, prekidač se može postaviti u ručni položaj, a zatim se svjetlinom LED -a može upravljati pomoću lonca.

Koristio sam ULN2803 Darlington Transistor Array IC za upravljanje relejima i ventilatorom. Ovaj je IC općenito poznat kao upravljački program releja.

Shema izgradnje je priložena ovdje. Prilagođena PCB ploča učinit će je urednom i profesionalnom.

Odlučio sam koristiti razvodnu kutiju kao kućište za kontroler jer ima unaprijed izbušene rupe za montažu i pokrovnu ploču. Zalijepila sam maticu u svaki utor pomoću nekog epoksidnog ljepila. Isto sam učinio i na suprotnoj strani. Time se osigurava da je PCB čvrsto pričvršćen vijcima. Napravio sam male otvore na dnu kutije kako je prikazano na slici za kabel za napajanje i žice koje idu do LED ploče.

Korak 5: Vrijeme je za neki kod

Nakon što ste izradili upravljačku ploču, vrijeme je da počne raditi! Ovdje preuzmite skicu i otvorite je u Arduino IDE -u. Ovdje svakako preuzmite i instalirajte knjižnicu za DS3231.

Postavljanje RTC -a

1. Umetnite dugmastu bateriju tipa 2032.
2. Otvorite DS3231_Serial_Easy iz primjera kako je prikazano.
3. Dekomentirajte tri retka i unesite vrijeme i datum kao što je prikazano na slici.
4. Prenesite skicu na Arduino i otvorite serijski monitor. Postavite brzinu prijenosa na 115200. Mogli biste vidjeti vrijeme koje se osvježava svakih 1 sekundu.
5. Sada isključite Arduino i ponovno ga uključite nakon nekoliko sekundi. Pogledajte serijski monitor. Trebao bi prikazivati u stvarnom vremenu.

Gotovo! RTC je postavljen. Ovaj korak morate učiniti samo jednom kako biste postavili datum i vrijeme.

Prije postavljanja

• Postavite vrijeme početka LED dioda.
• Postavite vrijeme zaustavljanja LED dioda.
• Postavite vrijeme početka rada ventilatora.
• Postavite vrijeme zaustavljanja ventilatora.

Napomena: Vrijeme je u 24-satnom formatu. U skladu s tim postavite vrijeme

Kao što je ranije spomenuto, LED diode se neće uključiti do pune svjetline. Na primjer, ako postavite vrijeme početka LED -a na 10:00 sati, LED diode će se polako UKLJUČITI i postići punu svjetlinu do 11:00 sati te će ostati konstantne sve dok ne dođe vrijeme zaustavljanja. Ovo služi za simulaciju izlaska i zalaska sunca. Crvena i Plava LED dioda su konstantne. Oni ostaju potpuno UKLJUČENI tijekom cijelog vremena.

To je sve što morate postaviti. Prenesite kôd na Arduino. Sada se ne morate sjetiti uključivati i isključivati svjetla u akvariju!

Ne mogu ga snimiti iz stvarnog akvarijuma u koji će se montirati jer ga još nisam postavio. Ažurirat ću upute čim se sve postavi!

Nadam se da ste uživali u izgradnji. Napravite sami i zabavite se! Uvijek postoji prostor za poboljšanje i puno toga za naučiti. Dođite do vlastitih ideja.

Nakon mnogo godina ponovno ću početi sa zasađenim akvarijima. Nisam stručnjak u ovom području. Slobodno komentirajte sve prijedloge vezane za gradnju. Hvala vam što ste ostali do kraja.